(共14分)实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____________(填字母)。
A.DH>0,DS>0 B.DH>0,DS<0 C.DH<0,DS<0 D.DH<0,DS>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,CH3OH的平均反应速率v(CH3OH) = mol·(L·min)-1;
H2的转化率w(H2) =
②该反应的平衡常数表达式K=
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂 D.再充入l molCO2和3 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式:
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极电极反应式
(每空2分,共14分)A、B、C、D、E、F六种中学化学中常见的物质,有如图转化关系,则:
(1)若A、C、E皆为氧化物,且E为有毒气体,B、D、F皆为非金属单质,且D为气体。则A的结构简式为,单质F的晶体类型为,1molC中含有个共价键。
(2)若A、C、E皆为氢化物,三者皆为极性分子,其中C的相对分子质量最小;D、E、F皆为氧化物,其中D、F为有毒气体,F遇空气变为红棕色则。
①A、C、E沸点由高到低的顺序为,(填化学式);A、C、E三种气态氢化物稳定性最强的是(填化学式)。
②B跟C反应生成E和F的化学方程式为。
③A跟D常温下反应可生成一种单质,化学方程式为。
((2)题每空3分,其余每空2分,共12分)A、B、C、D均为中学化学常见的物质,它们之间的反应关系如下图:
回答下列问题:
(1)若A是可溶性的强碱,B是酸式盐,D不溶于稀硝酸,则B的化学式为________________,有关的离子方程式为___________________________________。
(2)若B是正盐,D既可溶于盐酸又可溶于NaOH溶液。
①若C为能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,该反应的离子方程式为
____________________________________________________。
②若A是一种淡黄色固体,且A与B以物质的量之比3∶1混合时,推知B的化学式为
__________。
(3)若B为Ca(HCO3)2溶液,A与B的溶液反应时只生成气体C、CaCO3和水,则A的化学式为__________________。
(每空2分,共16分)短周期元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大。常温常压下,只有W的单质为气体。它们的最高氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙、丁。甲、乙、丙是中学化学中的常见物质,其中只有乙难溶于水,且能和甲、丙反应得到澄清溶液。根据以上信息填写下列空白:
⑴画出W的原子结构示意图_________________________________________;
⑵将乙和甲、丙分别反应后得到的溶液混合,观察到的现象是___________________
___________________,两溶液混合时所发生反应的离子方程式为____________________________________________________;
⑶下列事实能证明Z和W非金属性强弱的是(选填序号)__________________________;
A.单质的熔点:Z>W2 |
B.酸性:丁>丙 |
C.在溶液中:W2+H2Z=2HW+Z |
D.稳定性:HW>H2Z |
E.氢化物水溶液的酸性:HW>H2Z
F.溶解性:丁>丙
⑷用Y单质和生活中最常用的金属作电极,用导线连接插入甲的溶液中构成原电池,该原电池负极的电极反应式为_______________________________________________;
⑸工业上以XW为原料可以进行许多化生产,甲和W2都是其主要产品。写出工业上以XW为原料生产甲和W2的化学方程式_______________________________________________
_______________________________________________;若要生产80.0 kg甲物质,至少需要XW______________kg,同时可得W2_____________m3(标况)。
(每空2分,共16分)有X、Y、Z三种单质和甲、乙、丙三种常见的化合物,它们有如下图及叙述所示的关系:
(1).X、Y、Z都是短周期元素的单质,X元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍;Y元素有两种常见单质,二者质量相等时其物质的量之比为3 :2;Z元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4倍。则:
①写出化合物甲的电子式___________________;
②写出Z与甲反应的化学方程式__________________________________________________;
(2).X、Y、Z都是非金属单质,X是原子晶体,Y、Z都是分子晶体,X、Y都能与强碱溶液反应;乙的水溶液是工业三酸之一,也是实验室常用试剂。则:
①写出X与NaOH溶液反应的离子方程式________________________________________;
②Z与甲的反应的一种重要工业用途是___________________________________________;
③在①所得溶液中加入乙的溶液,观察到的现象______________________________________________________________________;
(3).X、Z是常见金属,Z与甲的反应只有在高温下才能进行,甲是一种具有磁性的化合物,乙在工业上常用于制取Z单质。则:
①写出乙与NaOH溶液反应的化学方程式_________________________________________________;
②将①所得溶液与小苏打溶液的混合观察到的现象是___________________________________;
③将等物质的量的X和Z分别与足量的稀硫酸反应,当两种金属完全溶解后,得到气体的质量之比是____________________________。
(⑸题3分,其余每空2分,共15分)四种短周期元素A、D、E、G,原子序数依次增大,A、G同主族,D、E同周期;A和D、E、G的单质都可以在一定条件下化合依次生成共价化合物甲、乙和离子化合物丙,丙和乙剧烈反应得到强碱溶液X和A的单质。请回答:
⑴化合物丙和乙的反应的化学方程式是________________;
⑵A和E两种元素构成的一种化合物,其水溶液显弱酸性,试用恰当的方程式解释该溶液呈弱酸性的原因_____________________________________________________;
⑶将A、D、E三种元素构成的一种化合物与X恰好反应,所得溶液呈碱性;试用恰当的方程式解释该溶液呈碱性的原因__________________________________________,该溶液中存在的离子有(请用离子符号按浓度由大到小的顺序以“>”连接填写)__________________________________________;
⑷在丙和乙的反应中,当转移1.5mol电子时,得到A单质__________ g;若同时得到X的溶液0.50L,则所得溶液的物质的量浓度为__________________________。
⑸工业制取甲的反应为:D2(g)+3A2(g)2甲(g) ;△H<0 。若改变下列任何一个条件(其它条件不变)时,上述平衡一定向右移动的是(填写序号)_________________ (3分) 。
A.将甲不断从反应体系中分离 B.减小反应体系的压强 C.降低反应体系的温度
D.加入适当的催化剂 E.向体系中充入D2和A2